基于OMAP-L138的特性阻抗测试仪数据处理模块设计

摘要

本文的研究内容是采用嵌入式技术对特性阻抗测试仪的数据处理模块进行设计和开发。在特性阻抗测试仪中，数据处理模块负责同仪器其它模块的通信和对采集的数据进行处理。论文中简要介绍了特性阻抗测试仪的原理和方案，详细阐述了特性阻抗测试仪数据处理模块的硬件接口电路设计、嵌入式系统移植、软件设计，以及对模块的软硬件进行了系统的调试。主要包含如下内容：
　　1.根据特性阻抗测试仪总体方案对数据处理模块的要求，选取 TI公司的OMAP-L138作为处理器芯片。围绕OMAP-L138双核处理器设计外围硬件接口电路。包括启动模式电路、用于调试的UART电路、以太网数据收发的RJ45电路、以及与FPGA通信的EMIFA和SPI数据传输电路。
　　2.研究OMAP-L138的启动过程，将嵌入式操作系统移植到开发板上，为应用软件提供稳定的运行环境。本文采用双系统的开发模式，在Linux操作系统中完成嵌入式系统移植的具体开发，在Window操作系统中下载映象文件和调试。其中，U-Boot用于启动操作系统内核，Linux内核为应用程序提供运行平台，根文件系统为应用程序提供运行环境。
　　3.研究嵌入式软件开发技术，根据数据处理模块的功能需求设计具体的程序。配置并编译DSPLINK底层设备驱动模块，实现对数据的处理；采用等待队列和中断机制设计EMIFA接口设备驱动程序，达到与FPGA进行数据传输的要求；制定与PC、FPGA之间数据传输的通信协议；采用多进程、进程间通信、TCP/IP协议等多种技术实现上层应用程序。
　　4.设计调试原理、编写调试程序，使数据处理模块能稳定地运行。硬件调试是以Windows操作系统下的CCS开发环境为平台，调试的内容为最小系统调试、DDR2 SDRAM调试、NAND Flash调试、网口调试、串口调试等；软件调试是基于Linux操作系统，以交叉编译的方式对底层硬件设备驱动程序和上层应用程序进行调试。

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第一章 绪 论

1.1 特性阻抗测试仪概述

1.2 特性阻抗测试仪的国内外发展状况

1.3 论文主要内容

第二章 特性阻抗测试仪基本原理和数据处理模块方案

2.1 传输线与反射

2.2 特性阻抗测试仪测量原理

2.3 数据处理模块设计方案

2.4 本章小结

第三章 特性阻抗测试仪数据处理模块硬件接口设计

3.1 硬件模块的划分

3.2 数据处理模块底板设计

3.3 本章小结

第四章 数据处理模块嵌入式系统移植

4.1主机开发环境的搭建

4.2 OMAP-L138的启动过程

4.3 U-Boot的移植

4.4 Linux内核移植

4.5 Linux根文件系统的移植

4.6 本章小结

第五章 特性阻抗测试仪数据处理模块软件设计

5.1 硬件设备驱动程序设计

5.2 软件开发通信协议

5.3 Linux应用程序设计

5.4 本章小结

第六章 系统调试与结果

6.1 硬件电路调试

6.2 软件调试

6.3 整机调试

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 本设计结论

7.2 后续工作展望

致谢

参考文献

硕期间取得的研究成果